[发明专利]三维形貌检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维形貌检测方法。更为具体地，涉及一种利用正弦波干涉条纹的相位差，检测配置在基板上的焊锡球的高度的三维形貌检测方法。

背景技术

通常，利用穆尔干涉条纹的三维形貌检测装置通过使在所要检测的被检测体的表面照射一定形状的光线而显出的格子条纹和作为基准的格子条纹重叠而形成穆尔干涉条纹后，检测及分析所述干涉条纹，以检测对于基准面的检测对象的高度。这种三维形貌检测装置能够简单快速地获得被检测体的三维形貌，因此在医学、工业等领域得到广泛的应用。

利用穆尔干涉条纹检测三维形貌的方式大致可分为投影式和影子式。影子式测定是指，不使用透镜，而采用显示在被检测体表面上的格子的影子所生成的穆尔干涉条纹检测被检测体表面形貌的方法。投影式测定是指，利用通过透镜投影到被检测体上的格子图像所生成的穆尔干涉条纹检测被检测体表面形貌的方法。

为了检测突设在基板上的检测对象的高度而采用穆尔干涉条纹的装置所使用的是由相位差计算检测对象高度的方式。首先，在与基板相同厚度的基准板上面形成正弦波图纹后，获取投影了正弦波图纹的基准板上的相位值。之后，在安装于基板上的检测对象上成像正弦波图纹，并获取投影了正弦波图纹的检测对象上的相位值。之后，利用两个相位值的相位差算出对于基准面的检测对象的高度。

这样，以往的三维检测方法因为采用了安装有实际检测对象的基板之外的另一基准板，因此需要于基准板和基板上分别形成正弦波图纹，操作较为复杂。而且在检测对象的高度数据中，有可能包含由基准板厚度和基板厚度之间的误差而导致的误差因素。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种三维形貌检测方法。该方法不在和基板具有相同厚度的另一基准板上形成正弦波图纹，而在基板和配置在基板上的焊锡球上同时形成正弦波图纹，并同时获取投影了正弦波图纹的基板上的相位值和投影了正弦波图纹的焊锡球上的相位值后，将其用于焊锡球高度的检测上。

为实现上述目的，本发明的三维形貌检测方法用于检测具备基板和配置在所述基板上的焊锡球的被检测体，其特征在于包括：中心部确定步骤，获得所述焊锡球的图像后，确定所述焊锡球中心部；图像获得步骤，在所述被检测体上形成正弦波图纹后，获得同时包括所述基板的上面和所述焊锡球的整合图像；相位值确定步骤，在所述整合图像中选定通过所述焊锡球中心部的虚拟直线—基准线，在位于所述基准线上的焊锡球的中心部上，获取投影了正弦波图纹部分的相位值，并将其确定为焊锡球中心部的相位值，在位于所述基准线上的基板上获取投影了正弦波图纹部分的相位值，并将其确定为基板的相位值；及高度计算步骤，由所述焊锡球中心部的相位值和所述基板的相位值之间的差，计算从所述基板上面到所述焊锡球中心部的高度。

而且，在本发明的三维形貌检测方法中所述中心部确定步骤最好如下：在所述焊锡球的上侧围设有环形照明单元，并由该照明装置照射光线的条件下获得所述焊锡球的图像。

而且，在本发明的三维形貌检测方法中所述图像获得步骤最好如下：对配置在所述基板和所述焊锡球的上侧并具有多个格子图案的格子单元投射光线，以在所述被检测体上形成正弦波图纹，并以N等分所述格子单元周期的间隔，使所述格子单元反复相位移动的同时获得N个整合图像。其中所述N是大于或等于三的整数。

而且，在本发明的三维形貌检测方法中所述相位值确定步骤最好如下：在位于所述基准线的基板上获取投影了正弦波图纹的多个位置的相位值，并求出其平均值后将其结果确定为所述基板的平均相位值。所述高度计算步骤最好如下：由所述焊锡球中心部的相位值和所述基板的平均相位值之间的差，计算从所述基板上面到所述焊锡球中心部的高度。

而且，在本发明的三维形貌检测方法中所述相位值确定步骤最好如下：在位于所述基准线的焊锡球的中心部上获取投影了正弦波图纹的多个位置的相位值后，将其分别确定为焊锡球中心部相位值，在位于所述基准线的基板上获取投影了正弦波图纹的多个位置的相位值并求平均值后，将其确定为所述基板的平均相位值。所述高度计算步骤最好如下：求出每个焊锡球中心部的相位值和所述基板的平均相位值的差，并由这些相位值差的平均值计算从所述基板上面到所述焊锡球中心部的高度。

本发明所涉及的三维形貌检测方法，在基板和配置在基板上的焊锡球上同时形成正弦波图纹，并同时获取投影了正弦波图纹的基板上的相位值和投影了正弦波图纹的焊锡球上的相位值后，将其用于焊锡球的高度的检测上。这样无需检测另一基准面，而利用检测对象焊锡球的周围基准面，就能简单、正确、可靠地算出焊锡球的高度数据。